다중주파수 음향산란신호를 이용한 태평양의 해저면 퇴적 특성

Abstract

심해저 광물자원은 크게 망간단괴, 망간각, 해저열수광상으로 분류된다. 망간단괴는 구리, 니켈, 코발트, 희토류 등을 함유하는 구상형태(~10 cm)의 덩어리로 태평양 심해저 평원에 넓게 분포하고 있으며, 망간각은 구리, 니켈, 코발트, 희토류 등을 함유하는 각(~10 cm)의 형태로 해저산 사면 및 정상부에 피복되어 있다[1]. 해저열수광상은 구리, 아연, 금, 은 등을 함유하는 열수가 해저면으로 분출하며 해저부에 불규칙한 범위(~500 m)의 광체를 형성하는 특징을 보인다[2]. 해저광물자원의 효율적 탐사를 위해서는 자원의 공간분포 범위와 밀도를 광역적으로 탐사하는 것과 해저지형 변화 및 해저면 퇴적물 분포 특성을 효율적으로 파악하는 것이 필수적이다. 이 연구에서는 망간단괴, 망간각과 해저열수광상이 분포하는 여러 조사지역에 대해 다양한 음향장비로 확보한 지형 자료의 해저면 거칠기를 계산하였다. 또한, 주파수 및 입사각 변화에 따른 후방산란의 변동성을 비교, 분석하였다. 다중주파수 음향산란신호 특성 분석을 위하여 망간단괴와 망간각 부존지역에서는 다중빔 음향측심기(Multi-Beam Echo Sounder, MBES)와 심해예인 측면주사소나(Deep-Tow Side-Scan Sonar, DTSSS)를 운용하여 12, 30, 120 kHz의 해저면 후방산란 신호를 획득하였다. 해저열수광상 부존지역에서는 상기한MBES와 DTSSS이외에, 무인잠수정(Remotely Operative Vehicle, ROV)을 이용하여 200, 400 kHz의 해저면 산란신호를 추가로 확보하여 수십 cm의 공간 분해능을 가진 해저면 정보 추출이 가능하였다. 각(~10 cm)의 형태로 해저산 사면 및 정상부에 피복되어 있다[1]. 해저열수광상은 구리, 아연, 금, 은 등을 함유하는 열수가 해저면으로 분출하며 해저부에 불규칙한 범위(~500 m)의 광체를 형성하는 특징을 보인다[2]. 해저광물자원의 효율적 탐사를 위해서는 자원의 공간분포 범위와 밀도를 광역적으로 탐사하는 것과 해저지형 변화 및 해저면 퇴적물 분포 특성을 효율적으로 파악하는 것이 필수적이다. 이 연구에서는 망간단괴, 망간각과 해저열수광상이 분포하는 여러 조사지역에 대해 다양한 음향장비로 확보한 지형 자료의 해저면 거칠기를 계산하였다. 또한, 주파수 및 입사각 변화에 따른 후방산란의 변동성을 비교, 분석하였다. 다중주파수 음향산란신호 특성 분석을 위하여 망간단괴와 망간각 부존지역에서는 다중빔 음향측심기(Multi-Beam Echo Sounder, MBES)와 심해예인 측면주사소나(Deep-Tow Side-Scan Sonar, DTSSS)를 운용하여 12, 30, 120 kHz의 해저면 후방산란 신호를 획득하였다. 해저열수광상 부존지역에서는 상기한MBES와 DTSSS이외에, 무인잠수정(Remotely Operative Vehicle, ROV)을 이용하여 200, 400 kHz의 해저면 산란신호를 추가로 확보하여 수십 cm의 공간 분해능을 가진 해저면 정보 추출이 가능하였다.